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ว๊™์ˆ ยท์—ฐ๊ตฌ

๋™๊ตญ๋Œ€ ๊น€์„ฑ์ค€ ์—ฐ๊ตฌํŒ€, InGaZnO ์ฑ„๋„ ๊ธฐ๋ฐ˜ ์ €์ „๋ ฅ ๊ฐ•์œ ์ „์ฒด ํŠธ๋žœ์ง€์Šคํ„ฐ ๋ฉ”๋ชจ๋ฆฌ ๊ฐœ๋ฐœ

๋“ฑ๋ก์ผ 2025.06.23. ์กฐํšŒ 1213

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๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๋Š” <Energy Efficient Hybrid Reservoir Computing Using Hf0.5Zr0.5O2 Ferroelectric Thin-Film Transistors with an Integrated Optically and Electrically Synaptic Functions>๋ผ๋Š” ์ œ๋ชฉ์œผ๋กœ ๋‚˜๋…ธ๊ธฐ์ˆ  ๋ถ„์•ผ ์ €๋ช… ๊ตญ์ œ ํ•™์ˆ ์ง€ ใ€ŒSmall (IF=13.0)ใ€ 25๋…„ 6์›” ์˜จ๋ผ์ธ์— ๊ฒŒ์žฌ๋๋‹ค.

 

์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ์ฐจ์„ธ๋Œ€ ๋ฌผ์งˆ์„ ํ™œ์šฉํ•ด ‘์ธ๊ฐ€ํ•˜๋Š” ์ž๊ทน์˜ ์ข…๋ฅ˜์— ๋”ฐ๋ผ ๋‹ฌ๋ผ์ง€๋Š” ์žฅ๊ธฐ ๋ฐ ๋‹จ๊ธฐ ๊ธฐ์–ต ํŠน์„ฑ’๊ณผ ์ธ๊ณต ์‹œ๋ƒ…์Šค·์ธ๊ณต ์‹ ๊ฒฝ๋ง์„ ์„ฑ๊ณต์ ์œผ๋กœ ๊ตฌํ˜„ํ•ด, ์ฐจ์„ธ๋Œ€ ๋ฉ”๋ชจ๋ฆฌ ํ•˜๋“œ์›จ์–ด ์ง€๋Šฅํ˜• ์‹œ์Šคํ…œ์—์„œ ์ž ์žฌ๋ ฅ์„ ๋ณด์—ฌ์คฌ๋‹ค.

 

๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ ์ œ์ž‘ํ•œ HfZrOx๋Š” ALD(์›์ž์ธต ์ฆ์ฐฉ) ๊ธฐ์ˆ ์„ ํ†ตํ•ด ์ •ํ™•ํ•˜๊ฒŒ ๋‘๊ป˜๋ฅผ ์กฐ์ ˆํ•˜๊ณ  ๋„ํ•‘ ๋†๋„๋ฅผ ์ตœ์ ํ™”ํ–ˆ์œผ๋ฉฐ, ๋™๊ตญ๋Œถฤว๊™๊ต MINT ๊ณต์ •์‹ค์˜ ์Šคํผํ„ฐ ์žฅ๋น„๋ฅผ ํ™œ์šฉํ•ด InGaZnO ์ฑ„๋„ ๋ฐ•๋ง‰์„ ๊ฐœ๋ฐœํ–ˆ๋‹ค. InGaZnO(IGZO) ์ฑ„๋„๊ณผ HfZrOx(HZO) ๊ฐ•์œ ์ „์ฒด ๋ฐ•๋ง‰์„ ๊ฒฐํ•ฉํ•œ FeTFT(Ferroelectric Thin-Film Transistor) ์†Œ์ž๋ฅผ ํ™œ์šฉํ•ด, ํ•˜๋‚˜์˜ ์†Œ์ž์—์„œ ๋น„ํœ˜๋ฐœ์„ฑ ์‹œ๋ƒ…์Šค ๊ธฐ๋Šฅ(ํ•™์Šต๊ณผ ์ถ”๋ก  ์—ญํ• )๊ณผ ํœ˜๋ฐœ์„ฑ ์ €์žฅ์†Œ(reservoir) ๊ธฐ๋Šฅ์„ ๋ชจ๋‘ ํ•˜๋“œ์›จ์–ด๋กœ ๊ตฌํ˜„ํ•˜๋Š” ๋ฐ ์„ฑ๊ณตํ–ˆ๋‹ค.

 

ํŠนํžˆ, ์ „๊ธฐ ์ž๊ทน์„ ํ†ตํ•ด ๊ฐ€์ค‘์น˜๋ฅผ ์กฐ์ ˆํ•˜๋ฉด์„œ, ๋น› ์ž๊ทน์„ ํ™œ์šฉํ•ด ์‹œ๊ฐ„ ๋ˆ„์  ์ƒํƒœ๋ฅผ ์ตœ๋Œ€ 5๋น„ํŠธ(32๋‹จ๊ณ„) ์ด์ƒ ์ธ์‹ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ์Œ์„ ์‹คํ—˜์ ์œผ๋กœ ์ž…์ฆํ•˜๋ฉฐ ๊ธฐ์กด RC ์†Œ์ž์˜ ์„ฑ๋Šฅ ํ•œ๊ณ„๋ฅผ ๊ทน๋ณตํ–ˆ๋‹ค.

 

๋˜ํ•œ, ์—ฐ๊ตฌํŒ€์€ TLM(Transmission Line Method) ํŒจํ„ด์„ ์ด์šฉํ•ด ์†Œ์Šค-๋“œ๋ ˆ์ธ ์ปจํƒ ์ €ํ•ญ์„ ์ตœ์†Œํ™”ํ•˜๊ณ , ๊ฒŒ์ดํŠธ ํŒจํ„ฐ๋‹์„ ํ†ตํ•ด GIDL(๊ฒŒ์ดํŠธ ์œ ๋„ ๋ˆ„์„ค์ „๋ฅ˜)์„ ์–ต์ œํ•ด ๊ณต์ • ์ตœ์ ํ™”๋ฅผ ์ด๋ค„๋ƒˆ๋‹ค. ๊ธฐ์กด ๋‚˜๋…ธ์•”ํŽ˜์–ด(nA) ์ˆ˜์ค€์˜ ๋ˆ„์„ค์ „๋ฅ˜๋ฅผ ํ”ผ์ฝ”์•”ํŽ˜์–ด(pA) ์ˆ˜์ค€์œผ๋กœ 1/1000(10-3)๋ฐฐ ๋‚ฎ์ท„์œผ๋ฉฐ, ์†Œ์ž์˜ ์•ˆ์ •์„ฑ๊ณผ ์ „๋ ฅ ํšจ์œจ์„ ํš๊ธฐ์ ์œผ๋กœ ๊ฐœ์„ ํ•˜๋Š” ์ค‘์š”ํ•œ ์„ฑ๊ณผ๋ฅผ ๋‹ฌ์„ฑํ–ˆ๋‹ค.

 

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ํ•œํŽธ, ์ด๋ฒˆ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ํ•œ๊ตญ์—ฐ๊ตฌ์žฌ๋‹จ ์ค‘๊ฒฌ์—ฐ๊ตฌ ์‚ฌ์—… ใ€Œ์ถ•์ ์ปดํ“จํŒ… ๊ตฌํ˜„์„ ์œ„ํ•œ ๋ฆฌํ…์…˜ ์กฐ์ ˆ ๊ฐ€๋Šฅํ•œ ํ•˜ํ”„๋Š„ ๊ธฐ๋ฐ˜ ๊ฐ•์œ ์ „์ฒด ์†Œ์ž ๊ธฐ์ˆ  ๋ฐ ์ˆ˜์ง์ ์ธต ์ง‘์ ๊ณต์ • ๊ฐœ๋ฐœใ€์˜ ์ง€์›์„ ๋ฐ›์•„ ์ˆ˜ํ–‰๋๋‹ค. 

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